DE19929530A1

DE19929530A1 - Rapid sequencing of genomes, comprises determining a genomic DNA sequence continuously without fragmenting the DNA

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Publication number: DE19929530A1
Application number: DE19929530A
Authority: DE
Inventors: Alexander Cherkasky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: DE19929530B4

Abstract

Sequencing genomes, comprising determining a genomic DNA sequence continuously without fragmenting the DNA, is new. An Independent claim is also included for an apparatus for performing the novel method, comprising a cylinder, a sequencer, a reaction well or tube, a sequence on the cylinder and a sequence in the reaction well or tube.

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der Molekularbiologie und Genomik. Zwei prinzipiell verschiedene Sequnzierungsverfahren werden heute praktisch ausnahmslos angewendet.The invention relates to the field of molecular biology and genomics. Two fundamentally different communication methods are becoming practical today applied without exception.

Das erste Verfahren beruht auf einer basenspezifischen chemischen Spaltung am Ende radioaktiv markierter DNA-Fragmente (Maxam und Gilbert-Me thode). In 4 verschiedenen Reaktionsansätzen werden die DNA- Fragmente an den 4 Basen partiell basenspezifisch modifiziert. Danach wird die modifizierte Base von der Desoxyribose entfernt und die Phosphordiesterbindung an dieser Stelle im DNA-Rückgrat hydrolysiert. Dia entstandenen Fragmente werden dann auf sehr dünnen Polyacrylamidgelen im elektrischen Feld nach Grösse getrennt. Nach Autoradiographie sind nur die Fragmente sichtbar, die noch ein intaktes Ende besitzen, da die DNA nur dort radioaktiv markiert wurde.The first method is based on a base-specific chemical Cleavage at the end of radio-labeled DNA fragments (Maxam and Gilbert-Me method). In 4 different reaction approaches, the DNA Fragments at the 4 bases partially modified in a base-specific manner. After that the modified base removed from the deoxyribose and the Phosphorodiester bond hydrolyzed at this point in the DNA backbone. slide The resulting fragments are then placed on very thin polyacrylamide gels electric field separated by size. According to autoradiography, only those are Fragments visible that still have an intact end because the DNA is only there was radioactively marked.

Das zweite, heute wesentlich verbreitete Verfahren basiert auf der enzymatischen Neusynthese der zu sequenzierenden DNA in Gegenwart nukleotidspezifischer Inhibitoren (Sanger-Metode). Ausgehend von einem kurzen Oligonukleotid (Primer) wird in 4 getrennten Ansätzen an der zu sequenzierenden DNA ein DNA-Strang neusynthesiert. Gleichzeitig wird die neusynthetisierte DNA unter Einbau von [³²P] dATP radioaktiv markiert. Jedem Ansatz wird jedoch neben den für die DNA-Synthese notwendige Substraten (dNTP) einer von 4 nukleotidspezifischen Inhibitoren zugesetzt. Hierbei handelt es sich um Didesoxynukleotidtriphosphate (ddNTP), denen nicht nur die 2'-OH- Gruppe, sondern auch die 3'-OH-Gruppe der Ribose fehlt.The second method, which is widely used today, is based on the enzymatic resynthesis of the DNA to be sequenced in the presence of nucleotide-specific inhibitors (Sanger method). Starting from a short oligonucleotide (primer), a DNA strand is re-synthesized in 4 separate batches on the DNA to be sequenced. At the same time, the newly synthesized DNA is radioactively labeled with the incorporation of [ ³² P] dATP. However, in addition to the substrates (dNTP) required for DNA synthesis, one of 4 nucleotide-specific inhibitors is added to each batch. These are dideoxynucleotide triphosphates (ddNTP), which not only lack the 2'-OH group, but also the 3'-OH group of the ribose.

Didesoxynukleotidtripliosphate werden ebenso wie Desoxynukleotidtriphospha te von der DNA-Polylnerase als Substrate verwendet. Werden sie jedoch statt eines Desoxynukleotidtriphosphats statistisch in die DNA eingebaut, so kann dieser Stelle die DNA-Kette nicht mehr verlängert werden, da ja die 3'-OH- Gruppe fehlt. In jedem der 4 Reaktionsansätze befindet sich also eine Population von DNA-Molekülen, die zum einen alle radioaktiv markiert sind, die zum anderen alle in Form des Primers ein identisches 5'-Ende tragen, die sich schließlich aber in der Länge bis zum jeweils basenspezifischen 3'-Ende hin unterscheiden. Diese Fragmente werden wiederum auf dünnen Polyacrylamidgelen im elektrischen Feld nach Grösse getrennt und durch Autoradiographie dargestellt.Dideoxynucleotide tripliosphates as well as deoxynucleotide triphosphates used by the DNA polymerase as substrates. However, they will take place of a deoxynucleotide triphosphate statistically incorporated into the DNA, so at this point the DNA chain can no longer be extended, since the 3'-OH Group is missing. There is a population in each of the 4 reaction approaches of DNA molecules, all of which are radioactively labeled, which are others all carry an identical 5'-end in the form of the primer, which is but finally in length up to the base-specific 3 'end differentiate. These fragments are in turn on thin Polyacrylamide gels separated by size in the electric field and by Autoradiography shown.

Der Hauptnachteil dieser Sequenzanalysen besteht im grossen Zeit- und Finanzaufwand.The main disadvantage of these sequence analyzes is the large time and Financial expense.

Vom Anfang an bis zu dem Punkt, wo ein Genom komplett sequeriziert wird, können Jahre und sogar Jahrzehnte dauern, z. B. das "Human Genome Projekt" wurde im Jahre 1973 angefangen und wird voraussichtlich im 2003 beendet. From the beginning to the point where a genome is completely sequenced will take years and even decades, e.g. B. the "Human Genome Project "started in 1973 and is expected to begin in 2003 completed.

Die Aufgabe der Erfindung ist eine schnellere und billigere Sequenzierung von Genome zu erreichen. Die Sequenzierung eines pro- oder eukaryotischen z. B. eines menschlichen Chromosoms soll z. B. innerhalb eines Monats oder einer Woche gelingen und möglichst automatisch ablaufen.The object of the invention is faster and cheaper To achieve genome sequencing. Sequencing a pro- or eukaryotic z. B. a human chromosome z. B. within one Succeed every month or a week and run automatically if possible.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass eine genomische DNA-Sequenz 7 über die Mantelfläche eines Zylinders, eines Rads bzw. einer Rolle gedreht bzw. bewegt und während dieser Drehung des Zylinders 2 mit solchen Verfahren wie z. B. Laser-Scanning Mikroskopie, z. B. unter schwachen UV-Bestrahlung, welche von der DNA absorbiert wird, NMR- Spektroskopie, Fourier-infrarote u. a. spektroskopische Analysen, Elektronen- mikroskopie (EM), Raster-Tunnel-Mikroskopie, CD (Circular Dichroism), oder anderen Verfahren sequenziert wird.The object of the invention is achieved in that a genomic DNA sequence 7 is rotated or moved over the lateral surface of a cylinder, a wheel or a roller and during this rotation of the cylinder 2 with such methods as, for. B. laser scanning microscopy, e.g. B. under weak UV radiation, which is absorbed by the DNA, NMR spectroscopy, Fourier infrared, including spectroscopic analyzes, electron microscopy (EM), scanning tunneling microscopy, CD (circular dichroism), or other methods .

PREPARATION a. Purification of the genomic z. B. chromosomal DNA sequence

Die DNA-Sequenz eines aus dem Nukleus isolierten Chromosoms, einer aus der Plasma isolierten Organelle eine virale oder eine bakterielle DNA oder anderer Herkunft wird durch Degradation chromosomaler bzw. organellen Proteine abgesondert und dann z. B. durch Zentrifugation gereinigt.The DNA sequence of a chromosome isolated from the nucleus, one from the plasma isolated organelle a viral or a bacterial DNA or other origins become degraded by chromosomal or organic Secreted proteins and then z. B. cleaned by centrifugation.

Um eine Degradation chromosomaler Proteine zu erreichen, wird mindestens ein Chromosom in ein Gemisch von Proteasen gelegt. Das Gemisch von Proteasen enthält z. B. Chymotrypsin, Streptomyces griseus-Protease (Pronase), Aspergillus oryzae-Protease, Subtilisin, Elastase, Pepsin, Papain, Bromealin u. a. Proteasen.In order to achieve a degradation of chromosomal proteins, put at least one chromosome in a mixture of proteases. The mixture of proteases contains e.g. B. Chymotrypsin, Streptomyces griseus protease (Pronase), Aspergillus oryzae protease, subtilisin, elastase, pepsin, papain, Bromealin and. a. Proteases.

Durch diese Protease werden die chromosomalen Proteine zersetzt, wobei die DNA-Sequenz nicht beeinträchtigt und zu einer freien Masse wird. Diese DNA-Sequenz wird z. B. durch Zentrifugation z. B. im Cäsiumchlorid- Gradient oder Gelelektroforese gereinigt.The chromosomal proteins are decomposed by this protease, whereby the DNA sequence is not affected and becomes a free mass. This DNA sequence is e.g. B. by centrifugation e.g. B. in cesium chloride Gradient or gel electrophoresis cleaned.

b. Preparation and placement of synthetic DNA sequence

Für die Sequenzierung ist eine lange DNA-Sequenz nötig, derer Ende mit einem der zwei oder vier Enden der Chromosomen-DNA ligiert werden muss.A long DNA sequence is required for sequencing, the end of which be ligated to one of the two or four ends of the chromosome DNA got to.

Diese lange synthetische DNA-Sequenz kann z. B. eine Poly( A|T)- Sequenz sein und durch zwei verschiedene Methoden hergestellt werden:
This long synthetic DNA sequence can e.g. For example, it can be a poly (A | T) sequence and can be made by two different methods:

1. dATP + Terminal Transferase → ssDNA Poly A + Terminal Transferase ssDNA Poly A + dTTP + DNA Polymerase → dsDNA Poly (A | T) n + DNA Polymerase,

oderor

1. ATP + polynucleotide kinase → RNA poly A + polynucleotide kinase RNA Poly A + dTTP + Reverse Transcriptase → dsDNA Poly (A | T) n + Reverse transcriptase.

Diese synthetische Poly( A|T)n Sequenz wird auf die Mantelfläche eines Rads bzw. Zylinders 2 gelegt, so dass ein Ende (a-Ende) der Sequenz sich in der Vertiefung oder in Reagenzglas A und das andere (b-Ende) sich in der Vertiefung oder Reagenzglas B befindet. Auf die Mantelfläche des Zylinders 2 können zwei oder mehrere Poly( A|T)n-Sequenzen gelegt werden, damit sie mit zwei beliebige Enden eines Mitose-Chromosoins ligiert werden können.This synthetic poly (A | T) n sequence is placed on the outer surface of a wheel or cylinder 2 , so that one end (a end) of the sequence is in the recess or in test tube A and the other (b end) located in the well or test tube B. Two or more poly (A | T) n sequences can be placed on the outer surface of the cylinder 2 so that they can be ligated with any two ends of a mitose chromosoin.

Die auf der Mantelfläche liegende DNA-Sequenz befindet sich im Fokus eines Sequenzierers wie z. B. eines Laser-Scanning-Mikroskops, Elektronen, Raster-Tunnel oder eines anderen Mikroskops oder Spektroskopes, welcher über die Mantelfläche des Zylinders 2 befestigt ist.The DNA sequence lying on the lateral surface is in the focus of a sequencer such. B. a laser scanning microscope, electrons, scanning tunnels or another microscope or spectroscope, which is attached over the outer surface of the cylinder 2 .

c. Ligation from one end of the chromosomal DNA to the A end of the Poly (A | T) sequence

Die gereinigte genomische bzw. chromosomale DNA-Sequenz wird in die Vertiefung oder Reagenzglas A z. B. durch eine Pipette gelegt. Danach gibt man einen Gemisch mit DNA-Ligasen z. B. T4 Ligasen und ATP in die Vertiefung A, damit das a-Ende mit einem der beiden Enden von der genomischen bzw. chromosomalen DNA-Sequenz ligiert wird.The purified genomic or chromosomal DNA sequence is shown in the well or test tube A z. B. placed by a pipette. After that there to mix with DNA ligases z. B. T4 ligases and ATP in the Well A so that the A end is aligned with either end of the genomic or chromosomal DNA sequence is ligated.

Das Reagenzglas bzw. sein Inhalt wird erwärmt und geschüttelt um die Reaktion bzw. Ligation zu beschleunigen. Nach der Ligation von einem Ende einer cbromosomolen DNA-Sequenz (genormt Chrom DNA 1 oder einfach 1) mit dem a-Ende der Poly( A|T)-Sequenz in der Vertiefung A oder Reagenz glas A kann eine chromosomale DNA-Sequenz von einem anderen Chromosom (genannt Chrom DNA 2 oder einfach 2) in die Vertiefung A für die Ligation mit der DNA 1 bzw. von einem Ende der DNA 1 mit einem der beiden Enden von der DNA 2, zugegeben werden, damit die Sequenzierung des gesamten Genoms ununterbrochen verlaufen kann.The test tube or its content is warmed and shaken around the Accelerate reaction or ligation. After ligation from one end a cbromosomolic DNA sequence (standardized chromium DNA 1 or simply 1) with the a-end of the poly (A | T) sequence in well A or reagent glas A can be a chromosomal DNA sequence from another Chromosome (called chromium DNA 2 or simply 2) in well A for that Ligation with DNA 1 or from one end of DNA 1 with one of the two Ends of DNA 2 are added so that the sequencing of the entire genome can run continuously.

Da die T4-Ligasen schon seit der ersten Ligation in der Vertiefung oder im Reagenzglas A geblieben bzw. vorhanden sind, wird ein der beiden Enden von der DNA 2 mit dem Ende der DNA 1 unter Zugabe von ATP ligiert.Since the T4 ligases have been in the well since the first ligation or remains in test tube A or remains, one of the two ends ligated from DNA 2 to the end of DNA 1 with the addition of ATP.

In die Vertiefung A kann eine gereinigt dritte chromosomale DNA- Sequenz (Chrom DNA 3, DNA 3 oder einfach 3) für die Ligation vom einem Ende der DNA 2 gelegt werden.A purified third chromosomal DNA Sequence (chromium DNA 3, DNA 3 or simply 3) for the ligation of one End of DNA 2 are placed.

Man kann die Reaktionen, die dabei in der Vertiefung oder Reagenzglas geschehen, so schematisch darstellen:
The reactions that take place in the well or test tube can be represented schematically as follows:

1. DNA 1 (or simply 1) + poly (A | T) n + T4 ligases + ATP → → DNA 1 poly (A | T) n + T4 + phosphates.
So the product is DNA 1 poly (A | T) n or simplified 1 poly A. 2. 1 poly A + 2 (ie chromium DNA 2) + ATP → 21 poly A
2. 21 poly A + 3 (+ ATP in low concentration) → 321 poly A
3.321 Poly A A + 4 → 4321 Poly A etc.

1, 2, 3 und 4 sind gereinigte DNA Sequenzen der beliebigen Chromosomen 1, 2, 3 und 4.1, 2, 3 and 4 are purified DNA sequences of any chromosomes 1, 2, 3 and 4.

Es ist ungünstig alle gereinigten chromosomalen DNA-Sequenzen in einem Reagenzglas durch eine Ligase-Ketten Reaktion (Ligase Chain Reaction LCR) bzw. durch T4-Ligasen unter Zugabe von ATP zu ligieren, weil die sog. Makrozyklen bzw. grosse Plasmide gebildet werden können. Solche Plasmide sind lange zirkuläre DNA-Sequenzen, die mehrere chromosomale DNA- Sequenzen enthalten und können nicht mit dem Ende der Poly( A|T)n-Sequenz ligiert werden. Folglich werden sie nicht durch die Mantelfläche des Zylinders 2 bewegt und sequenziert.It is unfavorable to ligate all purified chromosomal DNA sequences in a test tube by a ligase chain reaction (LCR) or by T4 ligases with the addition of ATP because the so-called macrocycles or large plasmids can be formed. Such plasmids are long circular DNA sequences that contain multiple chromosomal DNA sequences and cannot be ligated to the end of the poly (A | T) n sequence. As a result, they are not moved and sequenced by the outer surface of the cylinder 2 .

Man kann zwei Sequenzen auf das Zylinder legen, sodass zwei der vier Enden der DNA eines Mitosechromosoms mit zwei Enden der Poly( A|T)n- Sequenz ligiert werden.You can put two sequences on the cylinder, making two of the four Ends of the DNA of a mitosis chromosome with two ends of the poly (A | T) n Sequence can be ligated.

SEQUENCING

Nach der Ligation von einem Enden der genomischen DNA mit dem a- Ende der Poly( A|T)n-Sequenz in der Vertiefung A wird der Motor, welcher den Zylinder dreht, angeschalten. Das Zylinder fängt an zu drehen und bewegt bei dieser Drehung die auf der Mantelfläche liegende DNA, so dass die gesamte DNA-Sequenz aus der Vertiefung A über die Mantelfläche des drehenden Zylinders 2 in die Vertiefung B gelangt. Die auf der Mantelfläche bewegende DNA-Sequenz befindet sich im Fokus des Sequenzierers z. B. eines Mikroskopes oder Spektroskopes und wird bei der Drehung sequenziert. Folglich ist die Sequenz der in die Vertiefung bzw. Reagenzglas B abgeführten bzw. gelangenden DNA schon bekannt. Die Geschwindigkeit der Drehung und folglich der Sequenzierung ist automatisch regulierbar.After ligation of one end of the genomic DNA with the a end of the poly (A | T) n sequence in the well A, the motor that rotates the cylinder is turned on. The cylinder begins to rotate and, during this rotation, moves the DNA lying on the lateral surface, so that the entire DNA sequence from the depression A reaches the depression B via the lateral surface of the rotating cylinder 2 . The moving DNA sequence on the lateral surface is in the focus of the sequencer z. B. a microscope or spectroscope and is sequenced during rotation. As a result, the sequence of the DNA removed or arriving in the well or test tube B is already known. The speed of the rotation and consequently the sequencing can be regulated automatically.

Bei der Drehung des Zylinders 2 bzw. während dieser Drehung wird die auf der Mantelfläche des Zylinders 2 bewegende DNA-Sequenz mit solchen Verfahren wie z. B. Laser-Scanning-Mikroskopie unter schwachen UV- Bestrahlung, welche von der DNA absorbiert wird, Raster-Tunnel- Mikroskopie, Elektronemnikroskopie, NMR-Spektroskopie, fourier-infrarote u. a. spektroskopische Analysen, CD (Circular Dichroism) oder anderen Verfahren sequenziert. Der Sequenzierer kann folglich z. B. ein Laser- Scanning-Mikroskop, ein Elektronenmikroskop usw. sein. Dabei kann die gesamte Sequenzierung automatisch ablaufen.During the rotation of the cylinder 2 or during this rotation, the DNA sequence moving on the lateral surface of the cylinder 2 is processed using such methods as, for. B. Laser scanning microscopy under weak UV radiation, which is absorbed by the DNA, scanning tunneling microscopy, electron microscopy, NMR spectroscopy, Fourier infrared and other spectroscopic analyzes, CD (circular dichroism) or other processes sequenced. The sequencer can thus e.g. B. be a laser scanning microscope, an electron microscope, etc. The entire sequencing can run automatically.

Das Zylinder besteht z. B. aus Glas, Silizium oder aus einem Metall wie z. B. Gold oder Kupfer. Die Mantelfläche kann gut bzw. präzise oder nicht gut geschleift werden, konkav oder nicht konkav sein.The cylinder consists e.g. B. of glass, silicon or a metal such as e.g. B. gold or copper. The lateral surface can be good, precise or not good be ground, concave or not concave.

In das System können auch zwei oder mehrere Zylinder und Sequenzierer Überprüfung der Richtigkeit von Daten eingebaut werden. Die Vertiefung bzw. Reagenzglas B kann z. B. durch einen Disk mit einer langen spiralförmigen ununterbrochene Nute für das Legen der DNA, einen Stab einer langen Platte für das geradlinige Legen oder ein anderes Zylinder ersetzt werden. In die Vertiefung bzw. Reagenzglas B, Disk, Stab oder langen Platte wird die sequenzierte DNA gelegt bzw. abgeführt.The system can also have two or more cylinders and sequencers Verification of the correctness of data can be incorporated. The deepening or Test tube B can e.g. B. by a disc with a long spiral continuous groove for laying the DNA, a rod of a long plate be replaced for straight laying or another cylinder. In the The well or test tube B, disk, rod or long plate becomes the sequenced DNA placed or removed.

Die DNA-Sequenz die aus der Vertiefung bzw. Reagenzglas A durch die Drehung des Zylinders 2 auf die Mantelfläche dieses Zylinders aufsteigt, habe ich präsequenziert bezeichnet.I pre-sequenced the DNA sequence that rises from the well or test tube A by rotating cylinder 2 onto the outer surface of this cylinder.

In der Fig. 1 ist ein Chromosom 10, welches in ein Gemisch von Protease 11 im Reagenzglas 9 gelegt wird, und Pipette 6 mit der gereinigten chromosomalen DNA-Sequenz 7 schematisch dargestellt. Die drei Pfeile vom Reagenzglas 9 zur Pipette 6 bedeuten die Absonderung Reinigung der chromosomalen DNA-Sequenz und Einführung in die Pipette, nachdem die chromosomalen Proteine im Gemisch von Proteasen degradiert werden.In Fig. 1 a chromosome 10, which is placed in a mixture of 11 protease in the test tube 9 and pipette 6 to the purified chromosomal DNA sequence 7 is shown schematically. The three arrows from the test tube 9 to the pipette 6 indicate the cleaning of the chromosomal DNA sequence and introduction into the pipette after the chromosomal proteins in the mixture of proteases are degraded.

In der Fig. 2 ist schematisch ein Reagenzglas 9, welches eine genomische DNA-Sequenz 7 oder eine synthetische Poly( A|T)n-Sequenz 4 enthält, ein Glasstab 18 mit dem Substrat 19, an welchem eine kurze synthetische Poly( A|T)n- Sequenz 27 immobilisiert ist, und eine Pipette 6 mit dem Gemisch 12 von DNA-Ligasen und ATP für die Ligation von einem der beiden Enden von der Sequenz 4 bzw. 7 mit dem Ende der Sequenz 27 dargestellt. FIG. 2 schematically shows a test tube 9 which contains a genomic DNA sequence 7 or a synthetic poly (A | T) n sequence 4 , a glass rod 18 with the substrate 19 on which a short synthetic poly (A | T) n sequence 27 is immobilized, and a pipette 6 with the mixture 12 of DNA ligases and ATP for the ligation of one of the two ends of the sequence 4 and 7 with the end of the sequence 27 is shown.

In den Fig. 2A und 2B sind die Möglichkeiten der Immobilisierung der Sequenz 27 an den Substrat 19 in der Fig. 2A ist ein Fragment eines Substrates von einem DNA-Synthetisierer, an welchen die synthetische DNA- Sequenz durch ein Sauerstoffatom mit einem Ende an den Substrat immobilisiert ist. Der Substrat in der Fig. 2B enthält einen Ni-NTA (Nickel-Nitrillo- acetische Säure(acid))-Schicht 20, welcher mit den Polyhistidin-Polylysin- Fusionspeptide 21 interagiert. Polyhistidin bindet sich an Ni-NTA Schicht und Polylisin bindet sich an DNA. So kann auf diesem Substrat eine synthetische DNA-Sequenz 27 immobilisiert werden.In FIGS. 2A and 2B are the possibilities of the immobilization of the sequence 27 to the substrate 19 in FIG. 2A is a fragment of a substrate by a DNA synthesizer, on which the synthetic DNA sequence to by an oxygen atom at one end to Substrate is immobilized. The substrate in FIG. 2B contains a Ni-NTA (nickel-nitrilloacetic acid (acid)) layer 20 , which interacts with the polyhistidine-polylysine fusion peptides 21 . Polyhistidine binds to Ni-NTA layer and polylisin binds to DNA. A synthetic DNA sequence 27 can thus be immobilized on this substrate.

In der Fig. 3 ist ein Gerät bzw. das System zur schnelleren Sequenzierung von Genome schematisch dargestellt. Das System enthält ein Sequenzierer 1, ein Zylinder 2 und ein Substrat 5 mit den Vertiefungen 3A und 3B. Die Pipette 6 führt eine genomische DNA-Sequenz 7 und das Gemisch mit DNA-Ligasen und ATP 12 in die Vertiefung 3A damit ein Ende der Sequenz 7 mit dem Ende der Sequenz 4 eigiert wird. Die Sequenz 4 ist an den Substrat 19 des Glasstabes 18 immobilisiert und wird durch das Glasstab 18 auf die Mantelfläche des Zylinders 2 gelegt, so dass ein Ende (a-Ende) sich in der Vertiefung A bzw. 3A und das andere b-Ende sich in der Vertiefung B befindet.A device or the system for faster sequencing of genomes is shown schematically in FIG. 3. The system contains a sequencer 1 , a cylinder 2 and a substrate 5 with the wells 3 A and 3 B. The pipette 6 thus introduces a genomic DNA sequence 7 and the mixture with DNA ligases and ATP 12 into the well 3 A End of sequence 7 is inserted with the end of sequence 4 . The sequence 4 is immobilized on the substrate 19 of the glass rod 18 and is placed by the glass rod 18 on the outer surface of the cylinder 2 , so that one end (a end) is in the recess A or 3 A and the other b end is in depression B.

In der Fig. 4 sind verschiedene Formen der Substrate 5 mit den Vertiefun gen 3A und 3B dargestellt. Der Sicht A ist ein Sicht von oben auf das Substrat 5 und die Vertiefungen 3A und 3B und der Sicht B ist ein Sicht von der Seite im Durchschnitt.In Fig. 4 different shapes of the substrates 5 with the gene gene 3 A and 3 B are shown. View A is a view from above of the substrate 5 and the depressions 3 A and 3 B and view B is a view from the side on average.

In der Fig. 5 ist ein Gerät bzw. System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält ein Sequenzierer 1, ein Zylinder 2, eine genomische DNA-Sequenz 7 und ein Substrat 5 mit den Vertiefungen 3A und 3B. Die Pfeile zeigen die Bewegung des Zylinders 2 und entsprechend der Sequenz 7. Durch die Drehung des Zylinders 2 steigt die Sequenz 7 aus der Vertiefung 3A und gelangt über die Mantelfläche des drehenden Zylinders 2 in die Vertiefung z. B. die auf der Mantelfläche des Zylinders 2 bewegende DNA- Sequenz 7 befindet sich im Fokus des Sequenzierers 1 und wird durch diesen Sequenzierer sequenziert. Die Sequenz-Daten vom Sequenzierer gelangen in ein Computer und werden gespeichert bzw. verarbeitet. Der Sicht A ist ein Sicht von vorne und in der Fig. 5A ist der dieses Systems von oben dargestellt.In FIG. 5, a device or system is shown for faster sequencing of genomes. The system contains a sequencer 1 , a cylinder 2 , a genomic DNA sequence 7 and a substrate 5 with the wells 3 A and 3 B. The arrows show the movement of the cylinder 2 and corresponding to the sequence 7 . By rotating the cylinder 2 , the sequence 7 rises from the recess 3 A and passes over the outer surface of the rotating cylinder 2 into the recess z. B. the moving on the lateral surface of the cylinder 2 DNA sequence 7 is in the focus of the sequencer 1 and is sequenced by this sequencer. The sequence data from the sequencer go to a computer and are stored or processed. View A is a front view and in Fig. 5A that system is shown from above.

In der Fig. 6 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält ein Sequenzierer 1, ein Zylinder 2 und Reagenzgläser 3A und 3B, welche durch Befestigung 13 befestigt sind. Die genomische DNA-Sequenz 7 steigt durch die Drehung des Zylinders 2 aus der Vertiefung A und gelangt durch die Mantelfläche dieses Zylinders in die Vertiefung B. Die auf der Mantelfläche des Zylinders 2 bewegende DNA- Sequenz wird durch Sequenzierer 1 sequenziert.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains a sequencer 1 , a cylinder 2 and test tubes 3 A and 3 B, which are fastened by fastening 13 . The genomic DNA sequence 7 rises from the depression A by the rotation of the cylinder 2 and reaches the depression B through the jacket surface of this cylinder. The DNA sequence moving on the jacket surface of the cylinder 2 is sequenced by sequencer 1 .

Man kann die Bewegung der sequenzierenden DNA-Sequenz folglich schematisch darstellen:
The movement of the sequencing DNA sequence can therefore be represented schematically:

3A → Sequenzierung 1 → 3B. 3 A → sequencing 1 → 3 B.

Um die auf der Mantelfläche des Zylinders 2 bzw. der Rolle 2 liegende DNA- Sequenz zu stabilisieren, kann das Zylinder 2 entweder nicht leicht zu bewegen sein (bezogen auf die liegende DNA-Sequenz), oder er kann sich nur in ein Richtung drehen, und zwar so, dass die DNA-Sequenz 7 nur aus der Vertiefung bzw. Reagenzglas 3A in die 3B gelangen kann. Außerdem kann die lange in der Vertiefung 3B liegende Sequenz 4 als Gegengewicht zur in der Vertiefung 3A liegenden Sequenz 7 dienen.In order to stabilize the DNA sequence lying on the lateral surface of the cylinder 2 or the roller 2 , the cylinder 2 can either not be easy to move (in relation to the lying DNA sequence) or it can only rotate in one direction, in such a way that the DNA sequence 7 only from the well or test tube 3 in the A 3B can pass. In addition, the long sequence 4 in the recess 3 B can serve as a counterweight to the sequence 7 in the recess 3 A.

Der Sicht A ist der Sicht des Systems von vorne. Der Sicht ist der Sicht dieses Systems von der Seite. Schematisch ist auch dargestellt, wie ein Reagenzglas A unter dem Zylinder 2 gestellt und durch ein Befestigungssystem 13 befestigt werden kann.View A is the view of the system from the front. The view is the view of this system from the side. It is also shown schematically how a test tube A can be placed under the cylinder 2 and fastened by a fastening system 13 .

In der Fig. 7 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält drei verschiedene bzw. von einander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c, zwei Zylinder 2 und Reagenzgläser 3A und 3B, die durch Befestigungen 13 befestigt sind. Zwei Zylinder 2 drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit und durch die Drehung wird die genomische DNA- Sequenz 7 aus dem Reagenzglas 3A über die beiden Mantelflächen der beiden drehenden Zylinder 2 in das Reagenzglas 3B bewegt. Während der Bewegung der Sequenz 7 über die und zwischen den zwei Mantelflächen, wird diese Sequenz durch z. B. drei von einander unabhängigen Sequenzierer 1a, b und c sequenziert. Somit kann die Richtigkeit der Daten überprüft werden.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains three different or mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c, two cylinders 2 and test tubes 3 A and 3 B, which are fastened by fastenings 13 . Two cylinders 2 rotate at the same speed and the rotation moves the genomic DNA sequence 7 from the test tube 3 A over the two lateral surfaces of the two rotating cylinders 2 into the test tube 3 B. During the movement of sequence 7 over and between the two lateral surfaces, this sequence is characterized by e.g. B. three independent sequencers 1 a, b and c sequenced. The correctness of the data can thus be checked.

In der Fig. 8 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält den Sequenzierer 1, das Zylinder 2, das Reagenzglas 3A mit der genomischen DNA-Sequenz 7 und ein Disk 14, welches durch den Motor 8 gedreht wird. In diesem System wird die Vertiefung bzw. das Reagenzglas 3B durch ein Disk 14 ersetzt. Dia sequenzierte DNA wird auf die Oberfläche des Disks 14 bzw. auf seinen spiralförmigen langen und ununterbrochenen Nut spiralförmig gelegt.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains the sequencer 1 , the cylinder 2 , the test tube 3 A with the genomic DNA sequence 7 and a disk 14 which is rotated by the motor 8 . In this system, the well or test tube 3 B is replaced by a disk 14 . The sequenced DNA is placed on the surface of the disc 14 or on its spiral long and continuous groove.

In der Fig. 9 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält den Sequenzierer 1, das Zylinder 2, das Reagenzglas 3A mit der genomischen DNA-Sequenz 7 und eine lange Platte bzw. Lineal 15. In diesem System wird die Vertiefung bzw. das Reagenzglas 3B durch eine lange Platte bzw. Lineal 15 ersetzt. Die sequenzierte DNA wird auf die Oberfläche des Lineals 15 bzw. auf seinen geradlinigen und ununterbrochenen geradlinig gelegt. Der Sicht A ist ein Sicht vom der Seite. Die Pfeile zeigen die Richtung der Bewegung vom Lineal 15.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains the sequencer 1 , the cylinder 2 , the test tube 3 A with the genomic DNA sequence 7 and a long plate or ruler 15 . In this system, the well or test tube 3 B is replaced by a long plate or ruler 15 . The sequenced DNA is placed on the surface of the ruler 15 or on its straight and uninterrupted straight line. View A is a side view. The arrows show the direction of movement from the ruler 15 .

In der Fig. 10 ist das System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält den Sequenzierer 1, das Zylinder 2, das Reagenzglas 3A mit der genomischen DNA-Sequenz 7 und einen Stab bzw. Zylinder 17.In FIG. 10, the system is shown to accelerate the sequencing of genomes. The system contains the sequencer 1 , the cylinder 2 , the test tube 3 A with the genomic DNA sequence 7 and a rod or cylinder 17 .

Jede im System sequenzierende DNA-Sequenz 7 ist durch ein Ende mit dem Ende der synthetischen Sequenz 4 ligiert. Dabei dient die Sequenz 4 als eine Verbindung zwischen dem operierenden bzw. sequenzierenden System bzw. Gerät und einer genomischen DNA-Sequenz 7.Each DNA sequence 7 sequencing in the system is ligated by one end to the end of the synthetic sequence 4 . Sequence 4 serves as a connection between the operating or sequencing system or device and a genomic DNA sequence 7 .

In diesem System wird die Vertiefung bzw. das Reagenzglas 3B durch den Stab bzw. das Zylinder 17 ersetzt. Die sequenzierte DNA wird um Mantelfläche des Stabs bzw. Zylinders 17 spiralförmig gelegt. Der Sicht A ist ein Sicht von der Seite. Die Sequenz 7 ist mit einer Sequenz 4 verbinden; dieser ist an dem Ni-NTA-Schicht 20 durch Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptide immobilisiert.In this system, the well or the test tube 3 B is replaced by the rod or the cylinder 17 . The sequenced DNA is placed in a spiral around the outer surface of the rod or cylinder 17 . View A is a side view. Sequence 7 is connected to a sequence 4 ; this is immobilized on the Ni-NTA layer 20 by polyhistidine-polylysine fusion peptides.

In der Fig. 11 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält drei verschiedene bzw. von einander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c, zwei Zylinder 2, das Reagenzglas 3A mit der genomischen DNA-Sequenz 7 und das Disk 14, welches durch den Motor 8 gedreht wird. In diesem System ist die Vertiefung bzw. das Reagenzglas 3B durch den Disk 14 ersetzt.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains three different or mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c, two cylinders 2 , the test tube 3 A with the genomic DNA sequence 7 and the disk 14 , which is rotated by the motor 8 . In this system, the well or test tube 3 B is replaced by the disk 14 .

In der Fig. 12 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält drei verschiedene bzw. von einander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c, zwei Zylinder 2, die Vertiefung 3A mit verschiedenen Kapazitäten a und b, die eine Lösung mit einer genomischer DNA-Sequenz 7 enthalten und ein Disk 14 welcher durch den Motor 8 gedreht wird. In diesem System wird das Reagenzglas 3A durch Vertiefungen 3A und das Reagenzglas 3B durch einen Disk 14 ersetzt.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains three different or mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c, two cylinders 2 , the recess 3 A with different capacities a and b, which contain a solution with a genomic DNA sequence 7 and a disk 14 which is rotated by the motor 8 . In this system the test tube 3 A is replaced by wells 3 A and the test tube 3 B by a disk 14 .

In der Fig. 13 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält drei verschiedene bzw. von einander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c, zwei Zylinder 2, das Reagenzglas bzw. die Vertiefung 3A mit verschiedenen Kapazitäten a, b und c, und die lange Platte bzw. Lineal 15. Die genomische DNA-Sequenz 7, die durch die Drehung der Zylinder 2 aus den Reagenzglas bzw. Vertiefung 3A steigt und über die Mantelfläche der Zylinder 2 bewegt wird, wird nach der Sequenzierung auf die lange Platte bzw. auf ihr langen Nut geradlinig gelegt.A system for faster genome sequencing is shown in FIG . The system contains three different or mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c, two cylinders 2 , the test tube or recess 3 A with different capacities a, b and c, and the long plate or ruler 15 . The genomic DNA sequence 7 , which rises from the test tube or depression 3 A due to the rotation of the cylinders 2 and is moved over the lateral surface of the cylinders 2 , is placed in a straight line after the sequencing on the long plate or on its long groove.

In der Fig. 14 ist ein System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält drei verschiedene bzw. von einander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c, zwei Zylinder 2, das Reagenzglas bzw. die Vertiefung 3A mit verschiedenen Kapazitäten a, b und c, und den langen Stab bzw. Zylinder 17. Die sequenzierte genomische DNA-Sequenz 7 wird um die Mantelfläche des drehenden Stabs bzw. Zylinders 17 spiralförmig gelegt. FIG. 14 shows a system for faster genome sequencing. The system contains three different or mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c, two cylinders 2 , the test tube or well 3 A with different capacities a, b and c, and the long rod or cylinder 17 . The sequenced genomic DNA sequence 7 is placed in a spiral around the outer surface of the rotating rod or cylinder 17 .

In der Fig. 15 ist des System zur schnelleren Sequenzierung von Genome dargestellt. Das System enthält den Sequenzierer 11, das Zylinder 2, ein langes, dünnes metallisches Rohr 22, das ein Ende dieses Rohr wird durch den Deckel 26 geschlossen, die lange Platte bzw. Lineal 15 mit einem langen Nut 16 und den Glasstab 18 mit den Substrat 19, der sich im Nut 16 bewegen kann. Der andere Sicht zeigt die lange Platte bzw. Lineal 15 und den Nut 16 für den Substrat 19 von vorne. Die genomische DNA-Sequenz 7 befindet sich im Rohr 22 und ist mit einem Ende in den Substrat 19 immobilisiert. Während der Zentrifugation des Rohres 22 wird die Sequenz 7 in diesem Rohr linearisiert. Danach wird sie durch den Glasstab 18 und das Zylinder 2 aus dem Rohr 22 gezogen, während der Bewegung über die Mantelfläche des drehenden Zylinders 2 durch den Sequenzierer 1 sequenziert Lind auf den langen Nut 16 der langen Platte bzw. Lineals 15 geradlinig gelegt. Figure 15 shows the system for faster genome sequencing. The system includes the sequencer 11 , the cylinder 2 , a long, thin metallic tube 22 , one end of which tube is closed by the lid 26 , the long plate or ruler 15 with a long groove 16 and the glass rod 18 with the substrate 19 , which can move in the groove 16 . The other view shows the long plate or ruler 15 and the groove 16 for the substrate 19 from the front. The genomic DNA sequence 7 is located in the tube 22 and has one end immobilized in the substrate 19 . During the centrifugation of the tube 22 , the sequence 7 is linearized in this tube. Thereafter, it is pulled out of the tube 22 through the glass rod 18 and the cylinder 2 , while being sequenced by the sequencer 1 as it moves over the outer surface of the rotating cylinder 2, it is laid linearly on the long groove 16 of the long plate or ruler 15 .

In der Fig. 16 ist das System zur Zentrifugation des Rohrs 22 schematisch dargestellt. Das System enthält eine Walze 25 mit den Befestigungen 23 und 24 für den Glasstab 18 und für das Rohr 22, welches mit dem Deckel 26 auf einem Ende geschlossen ist. Das andere Ende des Rohrs 22 ist durch das Substrat 19 des Glasstabes 18 geschlossen. Die Befestigung 24 stabilisiert die Lage des Rohrs 22, in welchem eine genomische DNA-Sequenz (7) zentrifugiert und dabei linearisiert wird.In Fig. 16 the system is shown schematically for centrifugation of the pipe 22. The system includes a roller 25 with attachments 23 and 24 for the glass rod 18 and for the tube 22 , which is closed with the cover 26 on one end. The other end of the tube 22 is closed by the substrate 19 of the glass rod 18 . The attachment 24 stabilizes the position of the tube 22 , in which a genomic DNA sequence ( 7 ) is centrifuged and thereby linearized.

Ein Metose- bzw. Telophase- oder Interphase-Chromosom 20, welches schematisch in der Fig. 1 dargestellt ist, wird in das Gemisch von Proteasen 11 gelegt. Dabei werden die chromosomalen Proteine zersetzt und die DNA- Sequenz wird entfaltet und entschraubt. Danach wird diese DNA-Sequenz 7 abgesondert d. h. isoliert, gereinigt und in eine Pipette 6 eingeführt.A metose or telophase or interphase chromosome 20 , which is shown schematically in FIG. 1, is placed in the mixture of proteases 11 . The chromosomal proteins are broken down and the DNA sequence is unfolded and unscrewed. Then this DNA sequence 7 is secreted, ie isolated, purified and introduced into a pipette 6 .

Ein Ende der DNA-Sequenz 7 oder einer synthetischen Sequenz 4, welche schematisch in der Fig. 2 dargestellt ist, wird mit dem Ende der kurzen synthetischen Sequenz 27, die an dem Substrat 19 des Glasstabes 18 immobilisiert ist, durch DNA-Ligasen z. B. T4-Ligasen und ATP ligiert. So kann man durch den Glasstab 18 die Sequenz 4 manipulieren, wie z. B. auf die Mantelfläche des Zylinders 2 legen (Fig. 3), und zwar so dass ein Ende (A- Ende) sich in der Vertiefung bzw. Reagenzglas 3A und das andere B-Ende entweder am Substrat 19 immobilisiert bleibt, oder durch eine Säure vom Substrat 19 getrennt wird und sich in der Vertiefung bzw. Reagenzglas 3A befindet. Danach führt man die gereinigte genomische DNA-Sequenz 7 in die Vertiefung bzw. Reagenzglas 3A und gibt dazu einen Gemisch 12 von T4- Ligasen und ATP. Dabei wird eins der beiden Enden der genomischen Sequenz 7 mit dem A-Ende der synthetischen Sequenz 4 ligiert.One end of the DNA sequence 7 or a synthetic sequence 4 , which is shown schematically in FIG. 2, is with the end of the short synthetic sequence 27 , which is immobilized on the substrate 19 of the glass rod 18 , by DNA ligases z. B. T4 ligases and ATP ligated. So you can manipulate the sequence 4 through the glass rod 18 , such as. B. on the outer surface of the cylinder 2 ( Fig. 3), so that one end (A end) remains immobilized in the recess or test tube 3 A and the other B end either on the substrate 19 , or by an acid from the substrate 19 is separated and a 3 is in the recess or test tube. Then the purified genomic DNA sequence 7 is introduced into the well or test tube 3 A and a mixture 12 of T4 ligases and ATP is added. One of the two ends of genomic sequence 7 is ligated to the A end of synthetic sequence 4 .

Das Zylinder 2 fängt an zu drehen und durch diese Drehung gelangt die Sequenz 7 aus der Vertiefung 3A in die Vertiefung 3B. Während der Bewegung durch die Mantelfläche wird die DNA-Sequenz 7 durch den Sequenzierer 1 sequenziert.The cylinder 2 begins to rotate and this rotation causes the sequence 7 to pass from the depression 3 A to the depression 3 B. During the movement through the lateral surface, the DNA sequence 7 is sequenced by the sequencer 1 .

Die Vertiefungen 3A und 3B befinden sich im Substrat 5. In der Fig. 4 sind verschiedene Formen der Vertiefungen im Substrat 5 dargestellt. Je nach der Form haben die Vertiefungen entsprechende Kapazitäten.The depressions 3 A and 3 B are in the substrate 5 . In FIG. 4, different shapes of the recesses are shown in the substrate 5. Depending on the shape, the recesses have the appropriate capacities.

Das Substrat 5 in der Fig. 5 kann man z. B. am einfachsten herstellen. Das Gerät in der Fig. 5 funktioniert ähnlich wie das in der Fig. 3. Die synthetische Sequenz 4 ist schon vorbereitet, d. h. sie ist auf die Mantelfläche des Zylinders 2 so gelegt, dass das A-Ende sich in der Vertiefung 3A und das B-Ende sich in der Vertiefung 3B befindet. Man gibt eine gereinigte genomische DNA- Sequenz 7 in die Vertiefung 3A und danach führt man ein Gemisch 12 von DNA- Ligasen und ATP in die Vertiefung 3A ein. Ein Ende der Sequenz 7 wird mit dem A-Ende der Sequenz 4 ligiert.The substrate 5 in FIG. 5 can, for. B. easiest to manufacture. The device in FIG. 5 functions similarly to that in FIG. 3. The synthetic sequence 4 is already prepared, ie it is placed on the lateral surface of the cylinder 2 in such a way that the A end is in the recess 3 A and that B-end is in the recess 3 B. A purified genomic DNA sequence 7 is introduced into the 3 A well and then a mixture 12 of DNA ligases and ATP is introduced into the 3 A well. One end of sequence 7 is ligated to the A end of sequence 4 .

Das Zylinder 2 fängt an zu drehen und die auf der Mantelfläche des Zylinders 2 bewegende DNA-Sequenz wird durch den Sequenzierer 1 sequenziert.The cylinder 2 begins to rotate and the DNA sequence moving on the outer surface of the cylinder 2 is sequenced by the sequencer 1 .

Die Daten vom Sequenzierer 1 werden in ein Computer geleitet; dort werden sie gespeichert und verarbeitet. Die DNA-Sequenz, die aus der Vertiefung 3A gezogen wird bzw. steigt, befindet sich vor dem Zeitpunkt der Sequenzierung und deshalb habe ich diese Sequenz als präsequenziert bezeichnet. Die auf der Mantelflächen des drehenden Zylinders 2 bewegende DNA-Sequenz wird sequenziert, und die in die Vertiefung 3B abgeführte DNA ist schon sequenziert.The data from the sequencer 1 are fed into a computer; there they are saved and processed. The DNA sequence that is being drawn or rising from the 3 A well is before the time of the sequencing and therefore I have called this sequence pre-sequenced. The DNA sequence moving on the lateral surfaces of the rotating cylinder 2 is sequenced, and the DNA discharged into the recess 3 B has already been sequenced.

Das Gerät in der Fig. 6 funktioniert ähnlich, wie die in der Fig. 3 und 5, aber das Substrat 5 mit den Vertiefungen 3A und 3B wird durch zwei Reagenzgläser ersetzt.The device in FIG. 6 functions similarly to that in FIGS. 3 and 5, but the substrate 5 with the depressions 3 A and 3 B is replaced by two test tubes.

Beim Gerät in der Fig. 4 gibt es mehrere Zylinder 2 und Sequenzierer 1. Die Sequenz 7 wird durch zwei Zylinder 2 bewegt 5 und durch drei unterschiedliche voneinander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c sequenziert. Somit kann die Richtigkeit der Daten überprüft werden.In the device in FIG. 4 there are several cylinders 2 and sequencers 1 . The sequence 7 is moved 5 by two cylinders 2 and sequenced by three different mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c. The correctness of the data can thus be checked.

Die in den Figuren dargestellte Systeme bzw. Geräte funktionieren nach dem ähnlichen Prinzip und die Sequenz 7 wird nach diesem Prinzip sequenziert.The systems or devices shown in the figures operate according to the similar principle and the sequence 7 is sequenced according to this principle.

Beim Gerät in der Fig. 8 wird sie Sequenz 7 nach der Sequenzierung durch Sequenzierer 1 nicht einfach abgeführt, sondern auf einen Disk 14, bzw. auf seinen langen spiralförmigen und ununterbrochenen Nut spiralförmig gelegt.In the device in FIG. 8, sequence 7 is not simply removed after sequencing by sequencer 1 , but rather is placed in a spiral on a disk 14 or on its long spiral and uninterrupted groove.

Beim Gerät in der Fig. 9 wird die Sequenz 7 nach der Sequenzierung durch Sequenzierer 1 nicht einfach in eine Vertiefung oder ein Reagenzglas abgeführt. Sondern auf eine lange Platte bzw. Lineal 15, auf seinen langen geraden und ununterbrochenen Nut 16 geradlinig gelegt.In the device in FIG. 9, the sequence 7 is not simply discharged into a well or a test tube after sequencing by the sequencer 1 . But on a long plate or ruler 15 , laid straight on its long straight and uninterrupted groove 16 .

Beim Gerät in der Fig. 10 wird die Sequenz 7 nach der Sequenzierung um die Mantelfläche des Stabs bzw. Zylinders 7 spiralförmig gelegt.In the device in FIG. 10, the sequence 7 is placed spirally after the sequencing around the lateral surface of the rod or cylinder 7 .

Das Gerät in der Fig. 11 hat mehrere Sequenzierer und Zylinder. Die Sequenz 7 wird durch zwei Zylinder bewegt und durch drei unterschiedliche voneinander unabhängige Sequenzierer 1a, 1b und 1c sequenziert. Die Sequenzierte DNA wird auf einem Disk 14 bzw. auf seinen langen spiralförmigen und ununterbrochenen Nut spiralförmig gelegt.The device in Fig. 11 has several sequencers and cylinders. The sequence 7 is moved by two cylinders and sequenced by three different mutually independent sequencers 1 a, 1 b and 1 c. The sequenced DNA is placed on a disk 14 or on its long spiral and uninterrupted groove.

Das Gerät in der Fig. 12 hat zwei Zylinder 2 und drei Sequenzierer 1a, 1b und 1c. Die sequenzierte DNA wird auch auf einen Disk 14 gelegt. Statt einen Reagenzglas enthält das Gerät einen Substrat mit einer Vertiefung in welche die gereinigte genomische DNA-Sequenz 7 für die Sequenzierung gelegt wird.The device in Fig. 12 has two cylinders 2 and three sequencers 1 a, 1 b and 1 c. The sequenced DNA is also placed on a disk 14 . Instead of a test tube, the device contains a substrate with a recess into which the purified genomic DNA sequence 7 is placed for sequencing.

Das Gerät in der Fig. 13 hat zwei Zylinder 2 und drei Sequenzierer 1a, 1b und 1c. Die Sequenz 7 wird entweder in ein Reagenzglas oder in eine Vertiefung 3A in einem Substrat 5 für die Sequenzierung gelegt. Die sequenzierte DNA wird auf eine lange Platte oder Lineal 15 bzw. auf seinen langen geraden und ununterbrochenen Nut 16 geradlinig gelegt.The device in Fig. 13 has two cylinders 2 and three sequencers 1 a, 1 b and 1 c. Sequence 7 is placed either in a test tube or in a well 3 A in a substrate 5 for sequencing. The sequenced DNA is placed in a straight line on a long plate or ruler 15 or on its long straight and uninterrupted groove 16 .

Beim Legen der sequenzierten DNA auf einem Disk 14, ein Lineal 15 oder spiralförmig um die Mantelfläche des Stab bzw. Zylinders 17 bewegen sich diese, d. h. der Disk 14 und das Zylinder 17 drehen sich um eine bestimmte Achse, und die lange Platte bzw. das Lineal 15 bewegt sich geradlinig.When the sequenced DNA is placed on a disk 14 , a ruler 15 or spirally around the lateral surface of the rod or cylinder 17 , these move, ie the disk 14 and the cylinder 17 rotate about a specific axis, and the long plate or the Ruler 15 moves in a straight line.

Das Gerät in der Fig. 14 hat auch zwei Zylinder 2 und drei Sequenzierer 1a, 1b und 1c. Die Sequenz 7 wird entweder in ein Reagenzglas oder in eine Vertiefung 3A in einem Substrat 5 für die Sequenzierung gelegt. Die sequenzierte DNA wird um die Mantelfläche des Stabs und bzw. Zylinders 17 spiralförmig gelegt.The device in FIG. 14 has two cylinders 2 and c and three sequencers 1 a, 1 b and 1. Sequence 7 is placed either in a test tube or in a well 3 A in a substrate 5 for sequencing. The sequenced DNA is placed in a spiral around the outer surface of the rod and / or cylinder 17 .

Das Gerät in der Fig. 15 enthält ein Sequenzierer 1 und Zylinder 2. Die genomische Sequenz 7 wird vor der Sequenzierung, durch die Zentrifugation in einem langen dünnen metallischen Rohr 22 linearisiert. Danach wird sie aus dem Rohr 22 durch das Zylinder 2 und den Glasstab 18 mit dem Substrat 19, an welchem ein Ende der Sequenz 7 immobilisiert ist, rausgezogen. Während der Drehung des Zylinders 2 wird die auf der Mantelfläche bewegende DNA 7 durch Sequenzierer 1 sequenziert und dann auf eine lange Platte oder Lineal 15 bzw. auf seinen langen und geraden Nut 16 geradlinig gelegt.The device in FIG. 15 contains a sequencer 1 and cylinder 2 . The genomic sequence 7 is linearized prior to sequencing by centrifugation in a long thin metallic tube 22 . Then it is pulled out of the tube 22 through the cylinder 2 and the glass rod 18 with the substrate 19 on which one end of the sequence 7 is immobilized. During the rotation of the cylinder 2 , the DNA 7 moving on the lateral surface is sequenced by sequencer 1 and then placed in a straight line on a long plate or ruler 15 or on its long and straight groove 16 .

Das Gerät in der Fig. 16 ist ein System zur Zentrifugation bzw. Linearisierung der Sequenz 7 im Rohr 22.The device in FIG. 16 is a system for centrifuging or linearizing the sequence 7 in the tube 22 .

Die DNA-Sequenz 7 befindet sich im Rohr 22 und ist mit einem Ende an dem Substrat 19 des Glasstabs 18 immobilisiert. Bei der Zentrifugation bzw. Drehung des Rohr 22 wird die DNA 7 durch die ausgeübte Zentrifugalkraft entlang des Rohres in einer Flüssigkeit gezogen bzw. linearisiert. Eine linearisierte DNA-Sequenz (7) ist leichter zu sequenzieren und auf den Nut 16 der langen Platte bzw. des Lineals 15 geradlinig zu legen. The DNA sequence 7 is located in the tube 22 and has one end immobilized on the substrate 19 of the glass rod 18 . During the centrifugation or rotation of the tube 22 , the DNA 7 is pulled or linearized in a liquid along the tube by the centrifugal force exerted. A linearized DNA sequence ( 7 ) is easier to sequence and place in a straight line on the groove 16 of the long plate or ruler 15 .

LIST OF NUMBERS

11

Sequenzierer z. B. Sonde eines Raster-Tunnel-Mikroskops oder ein Spektroskop
Sequencers e.g. B. probe of a scanning tunnel microscope or a spectroscope

22nd

Zylinder bzw. Rolle
Cylinder or roller

33rd

A Vertiefung bzw. Reagenzglas A
A well or test tube A

33rd

B Vertiefung bzw. Reagenzglas B
B well or test tube B

44th

Eine synthetische DNA-Sequenz, wie z. B. Poly(A synthetic DNA sequence, such as. B. Poly (

A|T A | T

)-Sequenz
)-Sequence

55

Substrat mit einer oder mehreren Vertiefungen
Substrate with one or more wells

66

Pipette
pipette

77

Eine genomische z. B. chromosomale DNA-Sequenz
A genomic z. B. Chromosomal DNA sequence

88th

Motor
engine

99

Reagenzglas
Test tube

1010th

Ein Mitose- bzw. Telophase- oder Interphase-Chromosom (schematisch und vergrössert dargestellt)
A mitosis or telophase or interphase chromosome (shown schematically and enlarged)

1111

Gemisch mit Proteasen
Mixture with proteases

1212th

Gemisch mit DNA-Ligasen und ATP
Mixture with DNA ligases and ATP

1313

Befestigung für Reagenzglas
Attachment for test tube

1414

Disk
Disc

1515

Lange Platte bzw. Lineal
Long plate or ruler

1616

Nut auf der Oberfläche des Lineals für das Substrat Groove on the surface of the ruler for the substrate

1919th

1717th

Stab bzw. Zylinder
Rod or cylinder

1818th

Glasstab
Glass rod

1919th

Substrat des Glasstabes
Glass rod substrate

2020th

Ni-NTA Schicht
Ni-NTA layer

2121

Polyhistidin-Polylysin Fusionspeptid-Schicht
Polyhistidine-polylysine fusion peptide layer

2222

Langes dünnes metallisches Rohr
Long thin metallic tube

2323

Befestigung für das Glasstab
Attachment for the glass rod

2424th

Befestigung für das Rohr Attachment for the pipe

2222

2525th

Walze bzw. Stab
Roller or rod

2626

Deckel für ein Ende des Rohrs Cover for one end of the tube

2222

2727

Kurze auf dem Substrat Short on the substrate

1919th

des Glasstabes of the glass rod

1818th

immobilisierte Poly(immobilized poly (

A|T A | T

)n- Sequenz
) n sequence

Claims

1. Method and device for faster sequencing of genomes, characterized in that a genomic DNA sequence ( 7 ) can be sequenced continuously and not fragmented.

2. The method and device according to claim 1, characterized in that the genomic DNA sequence ( 7 ) is moved over the outer surface of a cylinder 2 and is sequenced.

3. The method and device according to claim 2, characterized in that the DNA lying or moving on the lateral surface is in the focus of the sequencer ( 1 ).

4. The method and device according to claims 2-3, characterized in that the DNA sequence lying on the outer surface of the cylinder ( 2 ) is moved by or during the rotation of this cylinder.

5. The method and device according to claims 2-4, characterized in that a Mitosis or interphase chromosome, the DNA sequence of which is sequenced must be added to a mixture of proteases. In doing so Chromosomal proteins are degraded and the DNA becomes a free mass or unfold or unscrewed.

6. The method and device according to claims 2-5, characterized in that the chromosomal DNA sequence e.g. B. by centrifugation such. B. in Cesium chloride or secreted and purified by gel electrophoresis becomes.

7. The method and device according to claims 2-6, characterized in that at least one synthetic DNA sequence z. B. poly (A | T) is placed on the outer surface of the cylinder ( 2 ), so that one end (a end) in the recess or test tube A and the other (b end) in the recess or test tube B located.

8. The method and device according to claims 2-7, characterized in that the Well or test tube B z. B. by a disk, long plate, a stick or cylinder can be replaced.

9. The method and apparatus according to claims 2-8, characterized in that after the DNA sequence is sequenced, it is either discharged into a test tube or well B or spirally placed on the long continuous spiral groove of a disc, or along a rod or cylinder ( 2 ) spiraled, or placed straight on the groove of a long plate.

10. The method and device according to claims 2-9, characterized in that a Cylinder, disk or rod e.g. B. on glass, silicon or metals, such as. B. Gold or copper exist.

11. The method and device according to claims 2-10, characterized in that the poly (A | T) n sequence either with d ATP, d TTP, terminals, transferases and DNA polymerases 1 or with ATP, d TTP, polynucleotide and kinases Reverse transcriptases is synthesized.

12. The method and apparatus according to claims 2-11, characterized in that the purified genomic DNA sequence ( 7 ) z. B. is placed by a pipette into the well or test tube A.

13. The method and apparatus according to claims 2-12, characterized in that one of the two or four ends of the purified genomic DNA sequence 7 by T4 ligases with the addition of ATP, in the well or test tube A with the a-end of the poly (A | T) n sequence is ligated.

14. The method and device according to claims 2-13, characterized in that the motor is switched on, the cylinder begins to rotate. The DNA sequence lying on the outer surface of the cylinder ( 2 ) is moved or moved, so that during this movement the entire DNA sequence from the recess or test tube A over the outer surface of the rotating cylinder ( 2 ) into the Well or test tube B, or on the groove of the disc.

15. The method and device according to claims 2-14, characterized in that a sequencer such as B. laser scanning microscope, etc. over the Cylinder is located and the one lying or moving on the lateral surface DNA sequence or sequences is in his focus.

16. The method and device according to claims 2-15, characterized in that when the cylinder ( 2 ) rotates the moving on the lateral surface DNA sequence with such methods as. B. Laser scanning microscope z. B. under weak UV radiation, which is absorbed by the DNA, scanning, tunneling microscopy, electron microscopy, NMR, spectroscopy, Fourier infrared, including spectroscopic analysis CD, (circular dichroism) or other methods is sequenced. The sequencer is therefore a laser scanning microscope, etc.

17. The method and device according to claims 2-16, characterized in that two or more poly (A | T) n sequences are placed on the cylinder for two ends of a mitosis chromosome to have two DNA Ends of the poly (A | T) n sequence are ligated.

18. The method and device according to claims 2-17, characterized in that System or device for faster sequencing of genome two or several cylinders and sequencers e.g. B. to check the Data can be correct.

19. The method and device according to claim 9, characterized in that Cylinder, disk, rod, long plate, turn or move and that Speed of this rotation or movement and consequently the Sequencing can be regulated automatically.

20. The method and device according to claim 5, characterized in that the Mixture of proteases z. B. Chymotrypsin Streptomyces, griseus protease (Pronase), Aspergillus oryzae protease, bromelain and the like. a. Contains protease.

21. The method and apparatus according to claim 16, characterized in that the on The DNA sequence moving the lateral surface is in the focus of the Sequencer located and is sequenced.

22. The method and apparatus according to claim 21, characterized in that the in the well or test tube B, on the groove of the disc, etc. DNA sequence is already sequenced.

23. The method and device according to claims 2-22, characterized in that the DNA sequence that rises from the recess or the test tube A by the rotation of the cylinder ( 2 ) on the lateral surface of this cylinder is designated by the inventor as pre-sequenced.

24. The method and device according to claims 2-23, characterized in that the outer surface of the cylinder ( 2 ) can be well or not well ground, concave or non-concave.

25. The method and device according to claims 2-24, characterized in that the chromosomol proteins in the protease mixture are degraded or displaced are then the chromosomal DNA sequence unwinds and becomes a free mass will.

26. The method and device according to claim 1, characterized in that the sequence 7 can be double or single-stranded.

27. The method and device according to claims 1-26, characterized in that the system for faster sequencing of genomes at least one cylinder ( 2 ), a sequencer ( 1 ), a well or test tube ( 3 A) or ( 3 B) , a sequence ( 4 ) on the outer surface of the cylinder ( 2 ), a sequence ( 7 ) in the recess or test tube ( 3 A) contains elements.